i TRABAJO PROFESIONAL
COMO REQUISITO PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO BIOQUÍMICO
QUE PRESENTA:
SANDRA PAOLA SOLÍS VÁZQUEZ
CON EL TEMA:
“ENCAPSULACIÓN DE EXTRACTOS DE HOJAS DE
Moringa oleifera
MEDIANTE SECADO POR ASPERSIÓN”
MEDIANTE:
OPCIÓN I
(TESIS PROFESIONAL)
TUXTLA GUTIERREZ, CHIAPAS AGOSTO 2015
iii AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios por haberme dado sabiduría y ayudarme a seguir en el camino
correcto para poder cumplir mis objetivos.
A mis padres por estar siempre conmigo, por todo el amor que me dan,por sus
enseñanzas, por motivarme y apoyarme incondicionalmente en cada instante de mi
vida.
A mi esposo por estar conmigo en todo momento, por su amor y su apoyo
incondicional, y motivarme en alcanzar mis metas.
A mi hermanita porque siempre esta a mi lado, por los consejos y las alegrias que
siempre me brinda, y por el cariño incondicional.
A mi bebé por que cambio mi vida y la hizo más feliz de lo que ya era, por mostrarme
una hermosa sonrisa y los balbuseos que me motivan a llegar más alto.
Al Dr. Miguel Abud Archila, por su tiempo, paciencia y sobre todo por brindarme la
confianza para el proyecto realizado.
A la ing. Margarita Marcelin Madrigal y al ing. Javier Ramírez por sus observaciones
iv RESUMEN
Moringa oleífera es una planta originaria de la India y partes de África, Arabia,
sudeste de Asia, América del Sur, el Pacífico y las islas del Caribe, tiene propiedades
medicinales y se caracteriza por tener nutrientes como son los aminoácidos,
vitaminas, ácidos grasos y nutrientes. Las hojas se han reportado con actividad
antioxidante. En este trabajo se evaluaron el efecto de las condiciones de operación
del secado por aspersión para la microencapsulación de los extractos acuosos de
Moringa oleífera. Se evaluaron el rendimiento de la microencapsulación, la actividad
acuosa y porcentaje de microencapsulación. Todos los análisis fueron realizados por
triplicado. Los resultados fueron analizados mediante un análisis de varianza con una
p<0.05 y la prueba de medias se realizó mediante la prueba de Diferencia Media
Significativa. Se utilizo un diseño experimental factorial completamente al azar con
tres repeticiones. Las condiciones utilizadas en el secado por aspersión fueron:
temperatura de 100, 120 y 140°C y una temperatura de salida de 60°C. Los
resultados mostraron que la temperatura de entrada del aire de secado tiene efecto
estadístico significativo (p<0.05) sobre el rendimiento de proceso, mientras que la
v CONTENIDO
LISTA DE CUADROS………..………..…….iii
LISTA DE FIGURAS….………..…iv
I. INTRODUCCIÓN ... 1
II. FUNDAMENTO TEÓRICO ... 3
II.1 Generalidades de la Moringa oleífera ... 3
II.1.1 Clima ... 6
II.1.2 Valor nutricional y funcional ... 7
II.1.3 Usos ... 12
II.2 Microencapsulación ... 14
II.2.1 Agentes encapsulantes ... 15
II.2.1.1 Maltodextrina ... 15
II.2.1.2 Alginato de sodio ... 16
II.2.1.3 Otros agentes ... 16
II.3 Métodos de microencapsulación de principios activos ... 18
II.3.1 Liofilización ... 18
II.3.2 Secado por aspersión... 19
III. PROCEDIMIENTO ... 23
III.1 Materiales ... 23
III.2 Obtención del extracto... 23
III.3 Microencapsulación mediante secado por aspersión ... 23
III.3.1 Rendimiento de proceso ... 23
III.3.1.1 Análisis del polvo ... 24
III.3.1.2 Actividad acuosa de los polvos ... 24
III.3.1.3 Valores colorimétricos de los polvos ... 24
III.3.1.4 Actividad antioxidante ... 24
III.3.1.4.1 Fenoles totales ... 24
III.3.1.4.2 Flavonoides ... 24
III.4 Diseño experimental y análisis estadístico ... 25
IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES ... 26
IV.1 Efecto de las condiciones de extracción, flujo de alimentación y temperatura de entrada del aire de secado sobre el rendimiento del proceso de secado, actividad acuosa del polvo y cambios de coloración. ... 26
IV.2 Efecto de las condiciones de extracción, flujo de alimentación y temperatura de entrada del aire de secado sobre la capacidad antioxidante de los extractos secos después del secado por aspersión. ... 31
V. EVALUACIÓN E IMPACTO ECONÓMICO ... 34
VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES... 35
vi LISTA DE CUADROS
Cuadro 1. Clasificación taxonómica de la Moringa (Liñán, 2010)... 3
Cuadro 2. Tabla comparativa (por cada 100 g) (Mark, 2007)……… 10
Cuadro 3. Valor nutricional de las hojas y vainas (porciones de cada 100 g
comestibles) (Mark, 2007)………. 10
Cuadro 4. Valores nutricionales de Moringa oleífera (Liñán, 2010)……….. 12
Cuadro 5. Valores de P para el rendimiento de proceso de secado por
aspersión……….. 27
Cuadro 6. Prueba de medias de la temperatura del aire de entrada en el secador
para el rendimiento de proceso……… 28
Cuadro 7. Valores de P para la Aw del polvo obtenido después del proceso de
secado por aspersión... 29
Cuadro 8. Valores de P para la luminosidad del polvo obtenido después del
secado por aspersión………. 29
Cuadro 9. Prueba de medias para la luminosidad de la temperatura del aire de
entrada del secador……… 30
Cuadro 10. Valores de P para el valor colorimétrico ―a‖ del polvo obtenido
después del secado por aspersión……….. 30
Cuadro 11. Valores de P para el valor colorimétrico ―b‖ sobre el proceso de
secado por aspersión………. 31
Cuadro 12. Prueba de media para el valor colorimétrico ―b‖ del polvo obtenido
después del secado por aspersión……….. 31
Cuadro 13. Valores de P del contenido de fenoles obtenidos……… 32
Cuadro 14. Prueba de medias para el contenido de fenoles obtenidos…………... 33
vii LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Flores y hojas de Moringa oleífera (Liñán, 2010)………... 4
Figura 2. Fruta de Moringa oleífera (Liñán, 2010)……….. 5
Figura 3. Semillas de Moringa oleífera (Liñán, 2010)………. 5
Figura 4. Secador de aspersión tipo I (Ocampo, 2014)……… 20
I. INTRODUCCIÓN
Moringa oleífera es un arbusto y árbol caducifolio pequeño de 2.5-10m de altura.
Cuando madura, la fruta se vuelve marrón y tiene 10-50 semillas en el interior (Vlahof
et al., 2002). Es un árbol perenne de hoja perenne, nativo de la India y partes de
África, Arabia, sudeste de Asia, América del Sur y el Pacífico y el Caribe Islas. Es
considerado uno de los árboles más útiles del mundo, ya que casi todas las partes
del árbol de Moringa se puede utilizar para la alimentación o tiene alguna otra
propiedad benéfica (Rebecca et al., 2006). Se informó que la planta puede contener
varios aminoácidos, ácidos grasos, vitaminas y nutrientes, y de sus componentes,
tales como hojas, flores, frutos y corteza se han utilizado anecdóticamente como
hierbas medicinales en tratamientos para la inflamación, la parálisis y la hipertensión
(Nesamani, 1999). Las hojas pinnadas crecen sobre todo en las puntas de las ramas.
Son de 20 a 70 cm de largo, de color gris aterciopelado cuando son jóvenes, pecíolo
largo con 8-10 pares de pinnas cada una con dos pares de folíolos opuestos,
elípticas u ovaladas y uno en el ápice, todo de 1-2 cm de largo; con glándulas en las
bases de los pecíolos y pinnas (Morton, 1991). Las hojas, las flores y las vainas se
utilizan como fuente significativa de riboflavina, ácido nicotínico, ácido fólico,
piridoxina, ácido ascórbico, beta-caroteno, calcio, hierro, y alfa-tocoferol (Sharma et
al., 2003). Los extractos de las hojas de M. oleifera se han reportado con actividad
antioxidante (Chumark et al., 2008; Verma et al., 2009). En los últimos años se ha
incrementado el interés en la búsqueda de fuentes importantes de antioxidantes
naturales, para que se pueda contribuir a la producción de alimentos con un valor
agregado y así estimular el consumo de estos productos (Reyes et al., 2009). Las
principales ventajas de la microencapsulación son: proteger el material activo de la
degradación producida por el medio ambiente (calor, aire, luz, humedad); el
compuesto encapsulado se libera gradualmente del compuesto que lo ha englobado
o atrapado en un punto determinado; las características físicas del material original
pueden ser modificadas y hacer más fácil su manejo; la higroscopia puede ser
reducida, la densidad se modifica y el material contenido puede ser distribuido más
uniformemente en una muestra, el sabor y olor del material puede ser enmascarado;
reaccionen; estabilización de principios activos inestables; y transformación de
líquidos en sólidos (Parra, 2010).
Sin embargo, se ha demostrado que las condiciones de extracción así como las
condiciones de operación del secado por aspersión pueden afectar el contenido de
éstos metabolitos encapsulados.
El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de las condiciones de
extracción, flujo de alimentación y temperatura de entrada del aire de secado sobre
el rendimiento y capacidad antioxidante de los extractos secos después del secado
II. FUNDAMENTO TEÓRICO
II.1 Moringa oleífera
Moringa oleifera Lam. ( Moringaceae ) o el árbol de rábano picante es una especies
pan- tropicale conocidas por los nombres regionales como benzolive, cañafístula,
kelor , marango, mlonge, mulangay, nébéday, saijhan, árbol milagroso, árbol de la
magia y la sajna. Hace dos décadas han aparecido muchos informes en revistas
científica que describen sus propiedades nutricionales, medicinales y otras
propiedades (Fahey, 2005).
El árbol de la moringa (Moringa oleífera) su clasificación taxonómica muestra que
pertenece a la familia de las Moringáceas, orden de los Capparidales clase
magnoleopsida. Es la conocida del género Moringa que cuenta con 13 especies
(Cuadro 1) (Liñán, 2010).
Cuadro 1. Clasificación taxonómica de la Moringa (Liñán, 2010)
Taxonomía
Familia Moringaceas
Origen Capparidales
Clase Magnoleopsida
Género Moringa
Especies Arbórea
concanensis drocanensis drouhardii hildebrandtii pygmeae peregrina ovalaifolia rospoliana stenopetala rivae
oleifera borziana
Se conoce también como árbol de los espárragos, árbol de rábano (horseradish tree)
alcanza generalmente entre diez y doce metros de alto, con copa esparcida y hojas
pinadas en tres, valorado actualmente por sus hojas, raíces, tallos, flores y semillas
que contienen aceite comestible (Guevara et al., 2012).
Alcanza de 7-12 m de altura y de 20-40 cm de diámetro, con una copa abierta tipo
paraguas y fuste recto. Las hojas son compuestas y están dispuestas en grupos de
folíolos con 5 pares de éstos acomodados sobre el pecíolo principal y un folíolo en la
parte terminal. Las hojas son alternas tripinadas con una longitud de 30-70 cm
(Bressani, 2007).
Se trata de un árbol perenne pero poco longevo, que a lo sumo puede vivir 20 años,
aunque se han obtenido variedades en la India que son anuales y permiten el cultivo
mecanizado. Es una especie de muy rápido crecimiento. Aporta una elevada
cantidad de nutrientes al suelo, además de protegerlo de factores externos como la
erosión, la desecación y las altas temperaturas.
Las flores son bisexuales con pétalos blancos y estambres amarillos (Figura 1). En el
norte de India y por ende, en otras regiones atemperadas florece una sola vez al año
(entre abril y junio). Pero puede florecer dos veces al año, como en el sur de India o
durante todo el año en lugares donde no hay cambios de temperatura y precipitación
a lo largo del año, como sucede en los países caribeños. Las flores son polinizadas
por abejas, otros insectos y algunas aves.
Figura 1. Flores y hojas de Moringa oleífera (Liñán, 2010).
Las frutas son cápsulas de color pardo lineares y de 3 lados con surcos
longitudinales de 20 a 45 cm de largo, aunque a veces de 120 cm y de 2 a 2.5 cm de
ancho (Liñán, 2010) (Figura 2).
Figura 2. Fruta de Moringa oleífera (Liñán, 2010)
Las semillas son de color pardo oscuro, globulares de 1 cm de diámetro con alas con
una consistencia papirácea (Figura 3). Las vainas maduras permanecen en el árbol
por varios meses antes de partirse y de liberar las semillas, las cuales son
dispersadas por el viento, agua y probablemente animales (Liñán, 2010).
Figura 3. Semillas de Moringa oleífera (Liñán, 2010)
Moringa oleifera es un árbol siempre verde originario del sur del Himalaya, desde el
Noreste de Pakistán hasta el Norte de Bengala del oeste, en la India. Ha sido
introducido y se ha naturalizado en otras partes de India, Bangladesh, Afganistán,
del Este y del Oeste, Madagascar, el sur de la Florida, las Islas del Caribe y América
del Sur, desde México a Perú, Paraguay y Brasil (Liñán, 2010).
Especies de Moringa y específicamente M. oleifera, también conocido como M.
pterygosperma, de la familia Moringaceae Capparales son importantes cultivos
multiusos en África y la India. Las especies parecen tener origen en la India y África,
pero ahora se cultiva en todo el mundo. Existen grandes centros de producción en
Ghana, Senegal y Malawi, menor producción en Nueva Zelanda y Fiji, y más
recientemente producción ha comenzado en Nicaragua y Bolivia. La especie Moringa
son alimentos de frecuencia importante sobre todo en hambruna debido a su alta
tolerancia a las condiciones áridas debido a la formación de muy grande tuberosa
raíces (Sena et al., 1998).
En su hábitat natural crece hasta los 1400 m de altitud a lo largo de los ríos más
grandes en suelos aluvionales arenosos. En Puerto Rico crece en suelos bien
drenados con un pH de 5.5 a 7.5 (Liñán, 2010).
II.1.1 Clima
Es el árbol ideal para zonas Áridas, Semiáridas, Tropicales y Subtropicales. Es una
planta que crece muy bien en áreas semiáridas o propensas a la sequía,
beneficiándose de algún riego esporádico, resistente aunque con tendencia a perder
las hojas en períodos de estrés hídrico. Se ha registrado en los bosques tropicales
caducifolios del noroeste de la India y en el este de Pakistán, en la zona entre Simla
en la India y Faisalabad en Pakistán. Sin embargo, existen pocos registros
publicados acerca de la distribución natural de la planta, por lo cual un estudio
detallado de los bosques remanentes de esa zona revelaría mucho acerca de la
distribución natural de este recurso importante, así como del germoplasma existente,
presentan un mapa de distribución que muestra una franja amplia del norte de la
India donde la planta crece silvestre pero, lamentablemente, no ofrecen una
discusión sobre cómo se distinguen los árboles silvestres de los cultivados, una
consideración esencial para poder dilucidar la distribución natural de una planta
planta. En contraste con lo poco que se sabe acerca de su distribución natural,
queda ampliamente comprobado por registros de herbario que M. oleífera se cultiva
en todos los países tropicales del mundo. Cuando se habla de la distribución de la
moringa es esencial hacer la distinción entre términos como "nativo", "silvestre" y
"naturalizado". Varios autores que escriben sobre los usos de M. oleífera se refieren
a la planta como "naturalizada" o hasta "silvestre" cuando se observa en países fuera
de su lugar de origen. Esta terminología es incorrecta, pues el proceso de
naturalización biológica implica que un organismo se establezca en una región en
donde no es nativo y logre sobrevivir y reproducirse por muchas generaciones sin
asistencia humana (Mark, 2011).
La Moringa se puede establecer fácilmente en la región por estas razones:
Es de crecimiento rápido y por lo mismo produce mucha biomasa.
Es de raíz profunda, llena de raíces laterales menos profundas y superficiales.
Es de crecimiento rápido después de repetidas podas.
Por su facilidad de cultivo.
Proporciona derivados de múltiples usos.
Tiene un alto contenido proteínico (nitrógeno) en el follaje.
Tiene auto sistema preventivo para dejar caer ramas en caso de exceso de follaje en la corona.
Otra ventaja es su carácter ornamental (Mark, 2007).
II.1.2 Valor nutricional y funcional
La especie Moringa son ricas en varias fuentes de fitoquimicos incluyendo los
glucosinolatos de azúcar-modificado, aunque varia la cantidad para M. oleifera, M.
peregrina y M. stenopetala (Bennett et al., 2003; Fahey et al., 2001). El glucosinolato predominante es 4-O-(α-L-rhamnopyranosyloxy)-bencilglucosinolato (glucomoringina)
y dependiendo de los tejidos del árbol tambien han sido detectados isómeros de
glucosinolatos de mono-acetil-rhamnosa. (Bennett et al., 2003; Kjaer et al., 1979).
Diferentes tejidos de M. oleifera son buena fuente de tocofenoles (Sánchez-Machado
Los principales aportes hechos por la moringa en términos de macro y
micronutrientes, se encuentran en las hojas, que al igual que las vainas frescas y los frutos muestran un valor considerable de vitamina A en forma de β-carotenos,
minerales (hierro, potasio y calcio) y vitamina C. Además las hojas secas y molidas
presentan hasta un 30% de proteínas en base seca, razón por la que se conoce que
las hojas presentan mayores fuentes de nutrientes que las vainas. Las semillas
pueden contener hasta un 30-42% de aceite, pero además la torta sobrante contiene
un 60% de proteínas (Alfaro, 2008). Recientemente se considera al selenio como un
micro mineral importante que está presente en matrices de alimentos en muchas
formas biológicas tales como selenito, selenato, selenio elemental, seleno cisteina,
selenometionina y selenoproteínas. (Ganther y Lawrence, 1997; Rayman, 2000).
Los compuestos predominantes son flavonoides: como la quercetina. Sin embargo,
esta claro que hay problemas con las identificaciones taxonómicas desde un informe
sobre flavonoides presentes en hojas de M. oleifera. (Bennett et al., 2003; Manguro y
Lemmen, 2007). Paralelamente a los estudios fenólicos son varios informes de
actividad antioxidante de diferentes extractos de hojas. (Bajpai et al., 2005; Iqbal y
Bhanger, 2006; Siddhuraju y Becker, 2003).
Las hojas de la Moringa oleífera Lam., son las partes más aprovechadas por su alto
valor proteico. Además son ricas en componentes antioxidantes, entre los que
sobresalen los isotiocianatos que figuran como uno de los principales portadores de
propiedades anti cancerígenas y antibióticas. Los alimentos servidos en infusión son
los más utilizados debido a la cultura que se tiene en América latina como las sopas,
atoles o refrescos (Alfaro, 2008). Los contenidos de componentes anti nutricionales
en sus hojas como taninos, lecitinas e inhibidores de proteasas son insignificantes,
por esta razón son comestibles en su totalidad, al mismo tiempo contienen un perfil
de aminoácidos esenciales balanceados y son una fuente importante de vitaminas A,
Todas las partes de la planta son consumidas por ser un alimento completo,
generalmente no tienen mal sabor y se consumen frescas. Los frutos o vainas verdes
o inmaduros, se cosen y saben a habichuelas; las semillas son consumidas tostadas
y son muy nutritivas y las hojas verdes son preparadas como potajes y ensaladas.
Además tienen un alto valor comercial en la India, donde son exportadas enlatadas.
También se comercializan otros derivados como el aceite, extractos de sus hojas
como polvos e infusiones (Gopalan, 1994).
La semilla contiene de 31-47% de aceite. Estudios realizados en Brasil, habiendo
extraído el aceite de la semilla seca (39%) con hexano arrojó un índice de acidez de
7.95 mg KOH/g. Contiene un 7% de ácido palmítico, 2 % de palmitoleico, 4% de
esteárico, 78% de oleico, 1% de linoleico, 4% de araquídico, y 4% de behénico. Sus
hojas y tallos presentan un 23% y 9% de proteína cruda, respectivamente mientras
que la digestibilidad encontrada fue de 79% y 57%, respectivamente. La hoja de
moringa posee un porcentaje superior al 25% de proteínas, esto es, tanto como el
huevo como el doble de la leche, cuatro veces la cantidad de la vitamina A de las
zanahorias, cuatro veces la cantidad de calcio de la leche, siete veces más de
vitamina C que de las naranjas, tres veces más de potasio que los plátanos,
cantidades significativas de hierro, fósforos y otros elementos. Son una fuente
excepcionalmente buena de vitamina A, B y C, así como de minerales (en particular
hierro) y aminoácidos que contienen azufre como la Cistina y la Metionina (cuadro 2
y cuadro 3) (Liñán, 2010). Muchas de las vitaminas, minerales y aminoácidos son
muy importantes para la dieta saludable. Un individuo necesita de suficientes
cantidades de vitaminas, minerales, proteínas y otros nutrientes para el desarrollo
físico y el bienestar. La deficiencia de alguna de estos nutrientes ocasionan
problemas de salud. Algunos de los problemas causados por su deficiencia en la
dieta son bien conocidos: escorbuto, causado por la carencia de vitamina C; ceguera
nocturna, causado por la carencia de vitamina A; kwashiorkor, causado por la
carencia de proteínas; anemia, causado por la carencia de hierro. Otros problemas
de salud son causados por la carencia de vitaminas o minerales los cuales son poco
conocidos, pero todavía esenciales para las personas y sus funciones corporales.
Cuadro 2. Tabla comparativa (por cada 100 g) (Mark, 2007).
Nutriente Moringa Otros alimentos
Vitamina A (mg) 1,130 Zanahoria 315
Vitamina C (mg) 220 Naranjas 30
Calcio (mg) 440 Leche de
vaca
120
Potasio (mg) 259 Plátanos 88
Proteina (mg) 6,700 Leche de
vaca
3,200
Cuadro 3. Valor nutricional de las hojas y vainas (porciones de cada 100 gr comestibles) (Mark, 2007).
Nutrientes Vainas Hojas frescas Polvo de hoja
Humedad (%) 86.9 75.0 7.5
Calorías 26.0 92.0 205.0
Proteínas (g) 2.5 16.7 27.1
Grasa (g) 0.1 1.7 2.3
Carbohidratos (g) 3.7 13.4 38.2
Fibra (g) 4.8 0.9 19.2
Minerales (g) 2.0 2.3 -
Ca (mg) 30.0 440.0 2,003.0
Mg (mg) 24.0 24.0 368.0
P (mg) 110.0 70.0 204.0
K (mg) 259.0 259.0 1,324.0
Cu (mg) 3.1 1.1 0.6
Fe (mg) 5.3 7.0 28.2
Ácido Oxalico (mg)
10.0 101.0 -
Vitamina A-B caroteno (mg)
0.1 6.8 16.3
Vitamina B- cholina (mg)
423.0 423.0 -
Vitamina B1-tiamina (mg)
0.05 0.21 2.6
Vitamina B2-riboflavina (mg)
0.07 0.05 20.5
Vitamina B3-ácido
nicotínico (mg)
0.2 0.8 8.2
Vitamina C –
ácido ascórbico (mg)
120 220.0 17.3
Vitamina E –
acetato tocopherol (mg)
- - 113
Arginina (g/16g N) 3.6 6.0 -
Histidina (g/16g N)
1.1 2.1 -
Lisina (g/16g N) 1.5 4.3 -
Triptófano (g/16g N)
0.8 1.9 -
Fenilanalina (g/16g N)
4.3 6.4 -
Metionina (g/16g N)
1.4 2.0 -
Treonina (g/16g N)
3.9 4.9 -
Isoleucina (g/16g N)
4.4 6.3 -
Valina (g/16g N) 5.4 7.1 -
Partes de la Moringa (hojas, vainas y semillas), muestran un alto aporte de nutrientes
(cuadro 4), especialmente proteína grasa, carbohidrato, minerales y vitaminas (Liñán,
2010).
Cuadro 4. Valores nutricionales de Moringa oleífera (Liñán, 2010)
Análisis proximal Hojas frescas Vainas Semillas
Húmedad % 79.72 75.8 47.2
Proteínas % 5.52 7.1 17.5
Grasas% 1.46 1.8 15.1
Cenizas% 2.12 1.1 2.1
Carbohidratos% 11.14 14.3 18.1
Energía Kcal/100g 207.42 226 439
Calcio mg/100g 22.32 2.1 3.4
Potasio mg/100g 11.84 12.8 18.3
Hierro mg/100g 24.26 1.6 7.1
Carotenos ug/100g
3,911.5 3,327.7 114.4
Vitamina C
mg/100g
109.3 0.1 0.1
II.1.3 Usos
Los usos de la especie Moringa son diversos, incluyendo los usos de las raices,
hojas, flores, vainas verdes y semillas, estos son usados en alimentos para
humanos, además tallos y peciolos son utilizados en alimentos para animales. Las
semillas son usadas para la producción de aceite de cocina, biodiesel y como fuente
fácilmente y son utilizadas en el tratamiento de la contaminación de agua y también
como un método confiable para limpieza de materiales. Varios componentes
medicinales son obtenidos de parte de toda la planta. La variedad de alimentos
medicinales de M. oleifera son analizados actualmente en industrias. (Anwar et al.,
2007; Bhuptawat, et al., 2007; Rashid, et al., 2008). Las hojas de M. oleifera se
utilizan como un alimento de bajo costo para mejorar la salud humana en vitamina A
en dietas deficientes (Babu, 2000). Se ha reportado que tiene uso como antibióticos,
tripanosomas, hipotensor, antiespasmódico, antiúlcera, anti -inflamatorio,
hipocolesterolémico, y las actividades de hipoglucemia, así como tener considerable
eficacia en la purificación de agua por floculación, sedimentación e incluso la
reducción de la Schistosome cercariae (Eilert, 1978; Eilert et al., 1981; Ezeamuzie y
Ambakederemo, 1996; Ferreira et al., 2011; Sreelatha et al., 2011).
En África, Asia y el Pacifico, las flores, hojas y raíces se usan en una gran variedad
de medicinas tradicionales: curan diabetes, presión alta, tumores, usan las semillas
para tumores abdominales. Las raíces son amargas y sirven como tónico para el
cuerpo y los pulmones, también son expectorantes, diurético suave y estimulante
para paralíticos, epilépticos e histéricos. Las raíces en Nicaragua son usadas cocidas
en té para la gota. Las hojas frescas molidas se aplican sobre piel y se puede
restregar sobre partes irritadas con comezón. El aceite no se debe ingerir, pero sirve
en usos externos contra enfermedades de la piel (Mark, 2007).
La importancia del uso como forrajera se debe a sus buenas características
nutricionales y a su alto rendimiento en producción de biomasa fresca. En la India se
usa la madera en forma limitada para lanzaderas y otros instrumentos para la
industria textil. La pulpa se emplea para hacer papel prensa, papel celofán y textiles,
como cuerdas, esteras y felpudos. De la corteza se extrae una goma y de esa goma
y corteza se extraen taninos para la industria del curtido de las pieles (Liñán, 2010).
También se beneficia de algún pequeño aporte de fertilizante. Ideal para muchas de
II.2 Microencapsulación
La encapsulación se puede definir como una técnica por la cual gotas líquidas,
partículas sólidas o gaseosas, son cubiertas con una película polimérica porosa
conteniendo una sustancia activa (Araneda y Valenzuela, 2009), esta membrana,
barrera o película está generalmente hecha de componentes con cadenas para crear
una red con propiedades hidrofóbicas y/o hidrofílicas (Fuchs et al., 2006). Se utiliza
de igual manera el término de microencapsulación en la industria alimentaria, cuando
se encapsulan sustancias de bajo peso molecular o en pequeñas cantidades, aunque
los dos términos, encapsulación y microencapsulación, se emplean indistintamente
(Yañez et al., 2002).
En la industria de alimentos se emplean diversos materiales que funcionan como
recubrimiento, mejor conocidos como materiales encapsulantes. Estos materiales
pueden ser de origen natural o sintético. Algunos biopolímeros biodegradables que
se han sugerido en diversas investigaciones son colágeno, gelatina, albumina,
quitosano y alginato, entre otros (Belmont, 2013).
Las microcápsulas, ayudan a que los materiales alimenticios empleados resistan las
condiciones de procesamiento y empacado mejorando sabor, aroma, estabilidad,
valor nutritivo y apariencia de sus productos (Yañez et al., 2002; Montes et al., 2007).
La estructura formada por el agente microencapsulante alrededor de la sustancia
microencapsulada (núcleo) es llamada pared, esta protege el núcleo contra el
deterioro y liberación bajo condiciones deseadas (Young et al., 1992; Madene et al.,
2006).
La técnica de microencapsulación ha permitido solucionar algunos problemas
limitando las aplicaciones de ingredientes y aditivos alimenticios, puesto que puede
controlar la eliminación de saborizantes, así como reducir volatilidad, higroscopicidad
y reactividad incrementando la estabilidad de productos bajo condiciones
Los procesos de encapsulación se pueden dividir en dos: procesos químicos y
procesos mecánicos. Los procesos químicos se dividen en las técnicas de
coacervación, co-cristalización, polimerización interfacial, gelificación iónica,
incompatibilidad polimérica, atrapamiento por liposomas e inclusión molecular; dentro
de los procesos mecánicos están las técnicas de secado por aspersión, secado por
congelamiento/enfriamiento y extrusión (Madene et al.,, 2006; Yañez et al., 2002).
Hoy en día muchas sustancias pueden ser encapsuladas en partículas en polvo
sólidas o ellas pueden ser microencapsuladas en emulsiones estructuradas (Palzer,
2009).
Las principales ventajas de la microencapsulación son:
Proteger el material activo de la degradación producida por el medio ambiente (calor, aire, luz, humedad), etc.
El compuesto encapsulado se libera gradualmente del compuesto que lo ha
englobado o atrapado en un punto determinado.
Las características físicas del material original pueden ser modificadas y hacer más fácil su manejo (un material líquido convertido a polvo), la higroscopia puede
ser reducida, la densidad se modifica y el material contenido puede ser
distribuido más uniformemente en una muestra.
El sabor y olor del material puede ser enmascarado.
Puede ser empleado para separar componentes, con el fin de que estos no
reaccionen.
Estabilización de principios activos inestables.
Transformación de líquidos en sólidos (Astray et al., 2009).
II.2.1 Agentes encapsulantes
II.2.1.1 Maltodextrina
Las maltodextrinas se elaboran por métodos de hidrólisis ácida o enzimática de los
almidones. En la selección de materiales de pared para encapsular, la maltodextrina
proporción de sólidos, son inodoras, incoloras y de baja viscosidad a altas
concentraciones, además permiten la formación de polvos de libre flujo sin
enmascarar el sabor original (García et al., 2004), está disponible en diferentes
pesos moleculares y son extensivamente utilizados en la industria de alimentos
(Madene et al., 2006; Sáenz et al., 2009).
II.2.1.2 Alginato de sodio
El alginato es un polímero extraído a partir de algas y utilizado como un agente
encapsulante; tiene como características: no tóxico, biocompatible, y facilidad de
solubilización (por Ca++ secuestrante) (Nazzaro et al., 2009). Un ejemplo de los
alginatos, es el de calcio que ha sido ampliamente utilizado para la inmovilización de
bacterias ácido lácticas (BAL), lo anterior debido a la facilidad de manejo, naturaleza
no tóxica y bajo costo (Sultana et al., 2003; Ko et al., 2008; Bastos et al., 2009).
Estudios han mostrado que cultivos inmovilizados de alginato de calcio son los
mejores protectores, esto ha sido evidente al incrementarse la sobrevivencia de
bacterias bajo diferentes condiciones de ensayo que cuando las bacterias fueron
probadas en el estado no encapsulado (Sozer y Kokini, 2009; Kailasapathy, 2006).
II.2.1.3 Otros agentes
Κ-Carrageno: Es un polisacárido neutral, compuesto por unidades repetidas de
Dgalactosa-4-sulfato y 3,6-anhidro-D-galactosa. La gelificación depende de la
temperatura, pero para la formación de las cápsulas se necesita de KCl y CaCl2
como soluciones de endurecimiento o para insolubilizar el polímero. Este polisacárido
es comúnmente utilizado como aditivo alimenticio, pero nuevas evidencias
demostraron su inducción en neoplasia intestinal e inflamación.
Quitosano: Es un polisacárido lineal, molécula policatiónica obtenida mediante
desacetilación alcalina de la quitina. Se disuelve fácilmente a pH ácido por lo que con
frecuencia se emplea en combinación con otro polímero que soporte el pH del
estómago. Una vez que alcanza el intestino delgado es degradado por la microbiota
Almidón: El almidón de maíz nativo contiene aproximadamente 25 % de amilosa y 75
% de amilopectina. La amilosa forma una cubierta que es resistente a los ácidos
gástricos y a las enzimas pancreáticas. Los almidones con alto contenido de amilosa
forman películas fuertes, resistentes y más flexibles, pero es difícil de dispersar en
agua y puede gelificar muy rápidamente. Estos almidones tienen la ventaja de ser
seguros, no tóxicos y de fácil disponibilidad (Pérez et al, 2013).
El polivinil alcohol un polímero hidrofílico que puede ser empleado como material
formador de pared en capsulas (Leiman et al., 2009), también membranas de nylon
han sido utilizadas para encapsular y atrapar enzimas como: la pepsina, pectina
esterasa para la clarificación de jugos, la invertasa para la inversión de sacarosa.
Otro agente utilizado en la microencapsulación es el quitosano, su uso es bastante
amplio en la industria de alimentos, se destaca como antioxidante, antimicrobiano,
recuperador de proteínas solubles a partir de residuos de surimi, cubiertas para
alimentos comestibles (Klaypradit y Huang, 2008; Marcuzzo et al., 2010; Desai, Liu y
Park, 2006), renina para coagulación de leche y caseínas para formar cápsulas
artificiales (Yañez et al., 2002; Semo et al., 2007).
Las gomas son generalmente insípidas, pero pueden tener un efecto pronunciado en
el gusto y sabor de alimentos, son solubles, de baja viscosidad, poseen
características de emulsificación y es muy versátil para la mayoría de los métodos de
encapsulación (Madene et al., 2006; Murúa et al., 2009). Como ejemplos se tienen
goma de algarrobo, guar, goma de tamarindo, goma gelana y xantana (Morkhade y
Joshi, 2007); una aplicabilidad ha sido en inmovilización de células bacterianas, para
lo cual se han utilizado alginatos y carragenina (McMaster et al.,}, 2005).
La goma arábiga, un polímero natural biodegradable ha sido utilizado como una
matriz para encapsular enzimas como la endogluconasa producida por la bacteria
Thermomonospora. Mezclas de goma arábiga y maltodextrinas también han
mostrado promesa como transportadores de sólidos, proporcionando viscosidad por
ejemplo en la microencapsulación de aceite de cardamomo por secado por aspersión
II.3 Métodos de microencapsulación de principios activos
II.3.1 Liofilización
La liofilización es un proceso de estabilización en el cual un producto es
primeramente congelado, permitiendo una separación del solvente y los solutos, y
luego la concentración del solvente (comúnmente agua) se reduce, primero mediante
sublimación (secado primario) y después mediante desorción (secado secundario),
hasta niveles que no sostendrán más el crecimiento biológico o las reacciones
químicas. De las diversas técnicas de secado la liofilización es la más recomendada
para aquellos productos que no pueden ser sometidos a altas temperaturas, pero
también resulta ser la más costosa. Lo anterior se debe a la lentitud relativa del
proceso de sublimación y al gasto energético involucrado (congelación, baja presión
y suministro de calor simultáneamente) (Parra et al., 2007).
El proceso de liofilización es una alternativa de interés como método de conservación
de alimentos que permite prolongar el tiempo de vida útil conservando las
propiedades físicas y fisicoquímicas relacionadas con la calidad. Consiste en la
eliminación del agua de un producto por sublimación del agua libre de la fase sólida
acompañada de la evaporación de algunas porciones remanentes de agua no
congelable. La sublimación ocurre cuando la presión de vapor y la temperatura de la
superficie del hielo se encuentran por debajo del punto triple del agua. La liofilización
se considera uno de los mejores métodos de conservación de las propiedades
organolépticas y nutricionales de productos biológicos. Los productos liofilizados se
caracterizan por su baja actividad de agua, bajos cambios de volumen y de forma,
alta capacidad de rehidratación, aumento en su porosidad y por presentar un estado
vítreo. La porosidad influye fuertemente en la capacidad de rehidratación de los
vegetales deshidratados; a mayor porosidad mayor capacidad de rehidratación
(Ayala et al., 2010).
En el área de alimentos, se ha utilizado con el fin de reducir las pérdidas de los
componentes responsables del aroma y sabor, los cuales se afectan en gran medida
técnica de secado los productos obtenidos no se ven alterados en gran medida en
sus propiedades y se rehidratan fácilmente. El proceso de sublimación es mucho
más eficiente a bajas presiones (vacio), porque el agua se extrae bajo el impulso de
un gradiente de presión total. La calidad de los productos liofilizados se vee afectada
por las características de la materia prima como el grado de madurez, y las
condiciones de operación como la presión de la cámara, la velocidad de
calentamiento y la velocidad de congelación. Puesto que la congelación es una
operación previa a la liofilización, la velocidad de congelamiento es determinante en
las propiedades del producto seco, dado que influye directamente en el tamaño de
poro producido luego de la sublimación de los cristales de hielo (Grajales et al.,
2005).
II.3.2 Secado por aspersión
El secado por aspersión es una técnica para obtener productos en polvo (Masters,
2004). El secado por aspersión también llamado atomización, rocío o spray es
ampliamente utilizada en la industria procesadora de alimentos, la transformación de
una materia en forma líquida en forma seca se logra mediante la generación de gotas
minúsculas que poseen una gran área superficial para la evaporación de su
humedad, el medio secante suele ser un gas caliente en gran volumen; con la
suficiente energía para completar la evaporación del líquido (Long, 1978).
El proceso de secado por aspersión, se resume en tres etapas básicas comenzando
con la atomización de una alimentación de un líquido en finas gotas, estas gotas
entran en contacto y son suspendidas por una corriente de gas o aire caliente,
permitiendo la evaporación del líquido y sacando el sólido seco, con el mismo
tamaño y forma de las gotas que fueron atomizadas. Finalmente, el polvo seco es
separado de la corriente de gas o aire y colectado.
Figura 4. Secador de aspersión tipo I.
Figura 5. Secador de aspersión tipo II.
Los productos más difíciles de secar por atomización son aquellos en los que los
sólidos contienen poco soporte celulósico y contienen azúcares o componentes
análogos que dan lugar a sólidos higroscópicos, si bien la termoplasticidad y la
higroscopicidad pueden corregirse por la adición de ciertos soportes autorizados en
Los principales encapsulantes utilizados por este método son: carbohidratos (almidón
y derivados, maltodextrinas, jarabes de maíz, sacarosa, dextrana, ciclodextrinas,
carboximetilcelulosa, metilcelulosa, etilcelulosa, nitrocelulosa, acetilcelulosa); gomas
(arábiga, mezquite, guar, alginato de sodio, carragenina); lípidos (ceras, parafinas,
grasas, ácido esteárico, tristearina, mono y diglicéridos) y proteínas (gelatina,
proteína de soya, caseinatos, suero de leche, zeína, gluten, caseína). Estos
encapsulantes deben tener la capacidad de proporcionar una emulsión estable
durante el proceso de secado por aspersión y tener muy buenas propiedades de
formación de película para proveer una capa que proteja al ingrediente activo de la
oxidación (Orestes, 2010).
Algunas matrices presentan dificultades por los altos contenidos de azúcares,
implicando el uso de aditivos que facilitan la eliminación de agua. Un deficiente
proceso conlleva a obtener productos higroscópicos, pegajosos, inestables y difícil
manejo y manipulación. Este método de conservación ha sido estudiado para
deshidratar alimentos ricos en azucares, frutas y productos lácteos (Truong, 2004;
Gaiani et al., 2010).
II.3.3 Avances en la microencapsulación de principios activos mediante secado por aspersión.
Entre las primeras aplicaciones prácticas de la microencapsulación se destaca la
industria farmacéutica, médica, textil, alimentos (Dutta et al., 2009; Rai et al., 2009),
pesticida (Araneda y Valenzuela, 2009; Li et al., 2009), cosmética, química (Fuchs et
al., 2006), de imprenta (Madene et al., 2006) agroquímica (Villamizar y Martínez,
2008) fragancias, tintes, agentes antimicrobianos (Zong et al., 2009) biomédica
(Champagne y Fustier, 2007; Luo y Pozrikidis, 2009) y de plásticos (Dutta et al.,
2009).
Existe una gran diversidad de trabajos de investigación de secado por aspersión de
jugos de frutas, aceites esenciales, extractos y otros. Los rendimientos de secado
varían de acuerdo a la composición del material secado y a las condiciones de
La tecnología de encapsulación de probiótico puede ser divida en dos partes,
microencapsulación de probiótico en las soluciones de encapsulación y secado de la
solución de encapsulación para alcanzar gránulos o polvos de células encapsuladas.
Particularmente, para la microencapsulación de microorganismos probióticos se
detallan las metodologías empleadas con éxito, cuyas técnicas antes del paso de
microencapsulación describen la obtención de un cultivo de probiótico crecidos en
condiciones óptimas, el cual es centrifugado y empleado en forma de suspensión o
polvo liofilizado para su posterior micro-encapsulación (Pérez et al., 2013).
En la industria textil la aplicación de microcápsulas en tejidos no está tan extendida
como en otros sectores, pero es un nuevo acabado textil utilizado en productos
tejidos de grandes compañías. Las primeras experimentaciones con microcápsulas
en la industria textil fue la aplicación de colorantes en prendas con el objetivo de que
la ropa alterne el color de acuerdo al cambio climático por la humedad, por
temperatura corporal o por la acción de la luz solar. Actualmente empresas de la
industria textil comercializan y fabrican productos con aplicaciones
microencapsuladas con diferentes objetivos, como fijación de aromas y fragancias,
colorante, vitaminas, hidratantes, protectores solares, aceites, fármacos,
III. PROCEDIMIENTO
III.1 Materiales
Se utilizaron hojas secadas a la sombra de árboles provenientes de una plantación
ubicada en la ciudad de Villaflores Chiapas, México. La colecta de hojas se realizó a
mano. Las hojas fueron molidas hasta un tamaño de partícula de 1 mm
aproximadamente. Así mismo se utilizó maltodextrina grado alimenticio para el
encapsulamiento. La maltodextrina se utilizó al 30% en el extracto.
III.2 Obtención del extracto
El extracto acuoso se obtuvo mediante inmersión de 5 g de hojas secas en 50 mL de
agua destilada durante 30 minutos. La extracción se realizó a dos temperaturas:
ebullición y 80oC. Posteriormente la mezcla se filtró utilizando filtro Whatman No 1 y
se repitió dos veces más la extracción hasta agotamiento. Finalmente, todos los
extractos fueron mezclados y almacenados en oscuridad para posteriormente ser
secados.
III.3 Microencapsulación mediante secado por aspersión
El secado se llevó a cabo utilizando un secador por aspersión de laboratorio Bucchi
considerando dos factores: la temperatura del aire de secado (100, 120 y 140oC) y el
flujo de alimentación controlado de tal forma que la temperatura del aire de salida
sea de 60oC. Posteriormente las muestras secas se colectaron a la salida del
aspersor y se mantuvieron congeladas en bolsas metálicas cerradas al vacio y
mantenidas en oscuridad a -14oC en bolsas para su posterior análisis.
III.3.1 Rendimiento de proceso
El rendimiento del proceso se determinó con los gramos obtenidos del polvo y los
sólidos totales suspendidos en el extracto de las hojas de Moringa oleífera, y,
finalmente calculado mediante la ecuación 1.
III.3.1.1 Análisis del polvo
III.3.1.2 Actividad acuosa de los polvos
Para determinar la humedad del polvo se utilizó un higrómetro de punto de rocío a
temperatura ambiente.
III.3.1.3 Valores colorimétricos de los polvos
Después de envasar y sellar las muestras en una bolsa al vacío, se utilizó el sistema
CIE L*a*b que describe el color en términos de coordenadas cromática (a* y b*) y
una luminosidad (L*). Los parámetros colorimétricos se evaluaron mediante un
colorímetro ColorTec-PCM.
III.3.1.4 Actividad antioxidante
III.3.1.4.1 Fenoles totales
El análisis del contenido polifenólico total se determinó de acuerdo al método
colorimétrico de Folin Ciocalteau (Singleton et al., 1999), empleando ácido gálico
como estándar. Una alícuota de 100 µL de muestra en un tubo de ensaye junto a 4.2
mL de agua y 500 µL mL del reactivo de Folin Ciocalteau (1N). La mezcla se agitó
vigorosamente durante 1 minuto para luego agregar 1.0 mL de una solución acuosa
de carbonato de sodio al 20% y 4.2 mL de agua destilada. La mezcla se dejó en
reposo cubierto de la luz durante 2 horas, para luego leer su absorbencia a 765 nm
en un espectrofotómetro HACH DR 5000. Los resultados se expresaron como mg
equivalentes de ácido gálico por gramo de hoja seca de Moringa oleifera (mg EAG/g)
empleando una curva estándar de ácido gálico de 0.0 a 1000 mg·mL-1.
III.3.1.4.2 Flavonoides
El análisis del contenido de flavonoides se determinó mediante el método
colorimétrico del tricloruro de aluminio (Chang et al., 2002). Una alícuota de 0.5 mL
de muestra se mezcló con 1.5 mL de etanol al 95% y 100 µL de tricloruro de aluminio
(AlCl3 6·H2O) al 10%, luego de agitar se agregaron 100 µL de acetato de potasio 1M
medir su absorbencia a 415 nm en un espectrofotómetro HACH DR 5000. El volumen
de tricloruro de aluminio fue reemplazado por agua destilada en la preparación del
blanco. Los resultados se expresaron como mg equivalentes de quercetina por
gramo de hoja seca de Moringa oleifera (mg EQ/g) empleando una curva estándar de
quercetina de 0.0 a 100 µg·mL-1.
III.4 Diseño experimental y análisis estadístico
El diseño experimental fue un diseño factorial completamente al azar con tres
repeticiones. Todos los experimentos fueron realizados por triplicado. Se
determinaron el efecto de los factores mediante un análisis de varianza con un nivel
de significancia del 5% y la prueba de medias fue realizada mediante la prueba de
IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES
IV.1 Efecto de las condiciones de extracción, flujo de alimentación y temperatura de entrada del aire de secado sobre el rendimiento del proceso de secado, actividad acuosa del polvo y cambios de coloración.
El máximo rendimiento del proceso fue de 63.36% a una temperatura del aire del
secador de 100°C con un flujo de alimentación de aproximadamente 3 mL min-1,
mientras que el menor rendimiento del proceso fue de 54.51% a una temperatura de
140°C con un flujo aproximado de 9 mL min-1, todos los experimentos fueron
manipulados en el flujo de alimentación para se pudiera obtener una temperatura de
salida de 60°C. Estos resultados son similares a los reportados por Bermúdez (2013)
quien reportó rendimientos de procesos del 45-60% para el secado de jugo de
zarzamora. En este caso, Bermúdez utilizó maltodextrina como agente encapsulante.
Así mismo, Chegini y Ghobadian (2005), encontraron que en el secado de jugo de
naranja sin ningún agente acarreador obtuvieron rendimientos muy bajos, sin
embargo al agregar maltodextrina al jugo de naranja el rendimiento de secado
aumentó a 18-35%.
El análisis de varianza (cuadro 5) mostró que la temperatura de entrada del aire de
secado tiene efecto estadístico significativo (p<0.05) sobre el rendimiento de
proceso, mientras que la temperatura de extracción no mostró efecto significativo.
Cuadro 5. Valores de P para el rendimiento de proceso de secado por aspersión.
Variables Valor-P
Temperatura de extracción (oC) 0.8708
La prueba de media (cuadro 6) mostró que el rendimiento de proceso incrementó con
la disminución de la temperatura de entrada del aire de secado con medias de 54%
para 140oC y 63% para 100oC.
Cuadro 6. Prueba de medias de la temperatura del aire de entrada en el secador para el rendimiento de proceso.
Temperatura de entrada del
secador (°C)
Rendimiento de proceso (%)
100 63.36 a
120 58.29 b
140 54.51 c
En el rendimiento del proceso (cuadro 6) podemos observar que el que presentó
mayor rendimiento fue de un flujo de 3 mL min-1 a una temperatura de secado de
entrada de 100°C y de salida de 60°C. Mientras que a un flujo de 9 mL min-1 a una
temperatura de aire de secado de 140°C y de salida de 60°C fue el que presentó
menor rendimiento. Frecuentemente García (2011) señala que la temperatura del
aire de entrada es el factor más importante sobre los rendimientos obtenidos, ya que
existe una tendencia de incremento del rendimiento al disminuir la temperatura del
aire de secado, este comportamiento se atribuyó que entre mayor sea la temperatura
del aire de secado causó la adherencia de los polvos en la pared de la cámara de
secado, reduciendo la cantidad de polvo obtenido y el rendimiento del proceso.
Según Bhandari et al. (1997) el comportamiento pegajoso es debido a la presencia
de azúcares de bajo peso molecular tales como fructosa, glucosa y sacarosa y a
ácidos orgánicos, quienes se desestabilizan a temperaturas elevadas, pasando de un
estado vítreo estable a un estado gomoso inestable. Las temperaturas que
normalmente se usan en el secado por aspersión hacen que estos componentes
tiendan a pegarse a las paredes del secador y finalmente hace que se obtenga una
En cuanto a la Aw del polvo obtenido después del secado por aspersión, ni la
temperatura de entrada del aire del secador ni de la temperatura de extracción tuvo
un efecto estadístico significativo (cuadro 7).
Cuadro 7. Valores de P para la Aw del polvo obtenido después del proceso de secado por aspersión.
Variables Valor-P
Temperatura de entrada del
secador
0.6696
Temperatura de extracción 0.2776
La actividad de agua que se obtuvieron de los polvos osciló entre los 0.2 y 0.3, los
que presentaron menor aw fueron los extractos que se secaron a una temperatura de
140°C mientras que los que fueron secados a una temperatura de 100°C mostraron
mayor aw. Barriga y Domínguez (2013) reportaron una actividad acuosa de 0.388
obteniendo polvos estables en cuanto a la proliferación de microorganismos, ya que
para que los microorganismos puedan proliferar el alimento debe tener una aw igual
o superior a 0.6 (Badui-Delgal, 2002). Tomando en cuenta esto, los polvos que se
obtuvieron son estables en cuanto a la proliferación de microorganismos.
En cuanto al color, y, específicamente de la luminosidad (L), la temperatura del aire
de secado tuvo efecto estadístico significativo (p<0.05), sin embargo, la temperatura
de extracción no lo tuvo (Cuadro 8).
Cuadro 8. Valores de P para la luminosidad del polvo obtenido después del secado por aspersión.
En el cuadro 9 muestra la prueba de medias para la temperatura del aire del secador
sobre la luminosidad de los polvos, con medias entre 83% para 100°C y 84% para
140°C.
Cuadro 9. Prueba de medias para la luminosidad de la temperatura del aire de entrada del secador.
En el cuadro 10 muestra el efecto que tiene la temperatura del aire de entrada del
secador y la temperatura de extracción sobre el parámetro colorimétrico a,
observándose que no tuvieron efecto estadístico significativo (p<0.05).
Cuadro 10. Valores de P para el valor colorimétrico ―a‖ del polvo obtenido después
del secado por aspersión. Temperatura de entrada del
secador
0.0066
Temperatura de extracción 0.0996
Temperatura de entrada del
secador (°C)
Luminosidad del polvo
140 84.6422 a
120 84.5465 a
100 83.6889 b
Para el parámetro colorimétrico ―b‖ (cuadro 11), la temperatura del aire de entrada
del secador tuvo un efecto estadístico significativo (p<0.05).
Cuadro 11. Valores de P para el valor colorimétrico ―b‖ sobre el proceso de secado
por aspersión.
La prueba de media muestra que el máximo valor colorimétrico para a es el obtenido
a 140oC mientras que el menor corresponde a 100oC (cuadro 12). Lo anterior muestra que el color ―verde‖ de la muestra se intensifica al incrementar la
temperatura de secado.
Cuadro 12. Prueba de media para el valor colorimétrico ―b‖ del polvo obtenido
después del secado por aspersión.
Temperatura de entrada del Valor colorimétrico ―b‖
Temperatura de entrada del
secador
0.7098
Temperatura de extracción 0.8267
Variables Valor-P
Temperatura de entrada del
secador
0.0144
secador (°C)
140 15.254 a
120 14.6227 a
100 13.3856 b
Podemos observar que los parámetros obtenidos en cuanto a la luminosidad y los
valores colorimétricos del polvo se afecta al aumentar la temperatura del aire de
secado, ya que al incrementar la temperatura del aire de secado mayor transferencia
de calor y este puede afectar la composición de los compuestos responsables del
color como clorofila y carotenoides entre otros. Barriga y Dominguez (2013)
obtuvieron datos similares con una tonalidad amarilla y concluyeron que esta
tonalidad se debe a los colorantes naturales presentes en el jugo de carambola.
IV.2 Efecto de las condiciones de extracción, flujo de alimentación y temperatura de entrada del aire de secado sobre la capacidad antioxidante de los extractos secos después del secado por aspersión.
En el cuadro 13, podemos observar los valores de P para el contenido de fenoles
obtenidos que la temperatura del aire entrada del secador tiene un efecto estadístico
significativo, mientras la temperatura de extracción no tiene un efecto estadístico
significativo.
Cuadro 13. Valores de P del contenido de fenoles obtenidos.
Variables Valor-P
Temperatura de entrada del
secador
Temperatura de extracción 0.6700
De acuerdo al porcentaje de medias obtenidas mostradas en el cuadro 14, podemos
observar que el mejor rendimiento en retención de fenoles fueron en los tratamientos
realizados a 100°C con un porcentaje de 57.39%, mientras que la temperatura
máxima de 140°C se obtuvo un rendimiento de 44.43%.
Cuadro 14. Prueba de medias para el contenido de fenoles obtenidos.
Temperatura de entrada del
secador
Rendimiento del proceso (%)
100°C 57.39 a
120°C 49.88 ab
140°C 44.43 b
El extracto de las hojas presentó una concentración aproximada entre 20 y 40 mg
mL-1. En los polvos evaluados se recuperó entre un 30 y 50% de la concentración
inicial, lo cual coincide con lo que Moyo et al, (2012) reportaron un contenido de
fenoles totales en hojas de Moringa oleifera de 120.33 mg mL-1 en un medio de
acetona y 40.27 mg mL-1 en extracto acuoso. La concentración de fenoles totales en
el extracto acuoso tuvieron diferentes concentraciones en cuanto a la temperatura de
extracción, Gorriti et al (2009) reportaron que a mayor tiempo y mayor temperatura
de extracción, mayor es la concentración de fenoles totales.
En cuanto a los polvos evaluados podemos observar que los que presentaron mayor
concentración de fenoles totales fueron los extractos secados a una temperatura de
100°C que mantuvieron un 57% de la concentración inicial mientras que a una
temperatura más elevada de 140°C presentaron una concentración de 44% de
Curuba Larga y reportaron que el contenido de fenoles disminuía el 6% cuando la
temperatura de entrada del aire de secado era de 80°C, y, cuando la temperatura de
entrada del aire del secador era de 140°C disminuía un 12.9%. Otros estudios
reportados por Georgetti et al, (2008) mostraron que el extracto metanólico de soya
perdia el 65.5% de fenoles totales a una temperatura de entrada del aire al secador
de 150°C.
En el cuadro 15, los valores de P mostraron que en el contenido de flavonoides
obtenidos, la temperatura del aire de entrada del secador y la temperatura de
extracción, no tienen un efecto estadístico significativo.
Cuadro 15. Valores de P para el contenido de flavonoides obtenidos.
Variables Valor-P
Temperatura de entrada del
secador
0.1256
Temperatura de extracción 0.4068
Los resultados obtenidos en los extractos de hojas de Moringa oleífera en
cuantificación de flavonoides fue entre 10 y 15 mg mL-1, recuperándose en los polvos
entre 20 y 45% de la concentración del extracto seco. Moyo et al (2012) reportaron
un contenido de flavonoides en un medio de acetona de 295.01 mg mL-1 y en un
medio acuoso fue de 45.1 mg mL-1. En la cuantificación de flavonoides después del
secado por aspersión Jimenez-Aguilar et al (2011) reportaron que la pérdida de
flavonoides, principalmente antocianinas totales, fueron de 24% a una temperatura
V. EVALUACIÓN E IMPACTO ECONÓMICO
Los resultados mostraron que es posible obtener un polvo de hojas de Moringa
oleífera a partir de un extracto obtenido mediante ebullición. En cuanto a las pérdidas
de fenoles y flavonoides, se encontraron las condiciones de secado que maximizan
su retención y rendimiento de proceso. Estas condiciones de secado pueden ser
propuestas a los industriales que elaboran suplementos alimentarios. Sin embargo,
es necesario realizar el escalamiento a nivel planta piloto del proceso con la finalidad
de poder realizar un análisis económico de tal forma que se determine la factibilidad
VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se puede concluir que se puede obtener un polvo estable con una buena coloración
y con buen rendimiento en el proceso de secado de extractos de hojas de Moringa
oleifera, a una temperatura de secado de 100°C y una temperatura de salida de
60oC. La temperatura de extracción no afecta al rendimiento del proceso pero sin
embargo se demostró que la mejor temperatura de extracción es la de ebullición ya
que hay más concentración de fenoles totales y flavonoides presentes en los
extractos y de igual manera en los polvos después del secado. En cuanto al
rendimiento de proceso, la temperatura de entrada del aire del secado tuvo efecto
estadístico significativo (p<0.05).
Como recomendaciones podemos proponer algunos cambios con la finalidad de
aumentar el contenido de fenoles y flavonoides en los encapsulados. Primeramente,
podemos aumentar el tiempo de extracción a la temperatura de ebullición, ya que
entre más prolongado sea el tiempo mayor liberación de concentración de fenoles y
flavonoides tendremos en el extracto. Otra opción opción sería aumentar la
proporción gramos de hojas de Moringa oleífera : solvente, al momento de preparar
el extracto de tal manera que este más concentrado y así pudiendo obtener mayor
concentración de fenoles y flavonoides. Se podría probar la extracción con
ultrasonido para incrementar los rendimientos de extracción. En cuanto a la
temperatura de secado, se sugiere evaluar el posible incremento de la misma,
manipulando el flujo de tal forma que la temperatura de salida del aire de secado no
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